Нитрат кальция: свойства и применение

Есть среди множества научных отраслей одна, чьё появление на свет было продиктовано необходимостью объединения знаний таких естественных дисциплин, как химия, ботаника и агрономия. Речь идёт об агрохимии, занимающейся изучением питания растений и использования удобрений. Нитрат кальция, свойства и применение которого мы рассмотрим, поможет нам познакомиться с особенностями агрохимической науки.

Всем хочется вкусненького...

Данные демографических отчётов указывают на то, что ежегодно население Земли увеличивается примерно на 80 млн человек. В наши дни на планете обитает более 7 млрд жителей. Все они нуждаются в пище. Основными же продуктами, которые входят в рацион подавляющего большинства людей, являются те, что имеют растительное происхождение. Поэтому выражение «земля-кормилица» наилучшим образом показывает нашу абсолютную зависимость от высокого плодородия почвы.

Двенадцать процентов населения планеты голодают. Этот факт вынуждает все отрасли мирового агропромышленного комплекса решать актуальный и жизненно важный вопрос. А именно: как увеличить производство продукции растениеводства путём применения рациональных методов землепользования? Развитие отрасли минеральных удобрений, к которым относится нитрат кальция, – один из таких способов. С его помощью абсолютно реально повысить плодородие.

Оглядываясь назад

Ещё 10 тысяч лет назад, с момента зарождения земледелия, человек начал задумываться над вопросом о том, как повысить урожайность растений, которые его кормят. Для этого люди начали уделять пристальное внимание почве, решив периодически вносить в неё органическое удобрение — гуано. Это обычные фекалии птиц. Позднее в качестве органического удобрения стали использовать перепревший навоз домашних животных.

В конце ХІХ столетия русские учёные Д. Менделеев, А. Энгельгардт, К. Тимирязев и немецкий химик Юстус фон Либих предложили так называемую теорию минерального питания растений, ставшую основой науки агрохимии. Наряду с органическими удобрениями, было рекомендовано использовать минеральные соли, содержащие самые необходимые для растений элементы: азот, фосфор, калий. Сырьём для их получения служили размолотые в порошок горные породы: чилийская селитра, доломит, апатиты. В XX веке в России, Англии, Германии были построены первые химические предприятия, производившие туки – минеральные удобрения в промышленных масштабах.

Холерический характер

Нитрат кальция представляет собой белое кристаллическое вещество, очень гигроскопичное и прекрасно растворяющееся в воде. Он имеет ещё несколько названий: кальцит, кальциевая селитра, азотнокислый кальций. Соединения относятся к 3 классу: это умеренно опасные химические вещества. При ударах и встрясках вещество загорается со взрывом, поэтому эмульсионные промышленные смеси, содержащие раствор нитрата кальция, используют на открытых месторождениях полезных ископаемых для ведения взрывных работ.

Вещество токсично: при попадании на слизистую оболочку глаз или эпидермис кожи оно вызывает термические повреждения. Используя азотнокислый кальций в качестве минерального удобрения, нужно соблюдать меры предосторожности, а в химических лабораториях это вещество хранят отдельно от других реактивов.

Один из лучших

Несмотря на такие специфические свойства, нитрат кальция всё же является очень полезным и нужным соединением. Для получения кальциевой селитры в качестве перспективного удобрения используют нитрозные газы и гидроксид кальция. Нитрат кальция, образующийся вследствие реакции, характеризуется особой чистотой и может использоваться как эффективное прямое удобрение. То есть он может служить непосредственным источником легкоусвояемого для растений азота. Одновременно нитрат кальция является и косвенным удобрением. Это значит, что он улучшает питательные свойства самой почвы. В промышленности минеральных удобрений применяют два способа получения кальцита:

• Азотной кислотой воздействуют на известняк.
• При производстве комплексного удобрения. Нитрат кальция 2-м способом добывают в качестве побочного продукта.

Кальциевую селитру успешно применяют не только как источник быстроусвояемых ионов NO3(-), насыщающих почву азотом, но и как средство, влияющее на характеристики самих растений: их устойчивость к болезням, вредителям, лежкость, транспортабельность плодов и семян. Так, болезнь вершинная гниль, поражающая растения семейства паслёновых – томаты и перец, возникает при недостатке ионов кальция в почве. Внесение в грунт в период вегетации гранулированной или растворённой в воде кальциевой селитры предотвращает массовую потерю урожая.

Кальцит считают одним из лучших среди нитратных удобрений ещё и потому, что, в отличие от амидных удобрений (нитрата и хлорида аммония), он не закисляет почву. Поэтому нитрат кальция, карбонат кальция и его гидроксид применяют в качестве удобрений, ощелачивающих дерново-подзолистые грунты. Кальциевая селитра производится такими крупнейшими предприятиями, как «Невинномысский Азот» в Ставропольском крае и НАК «Азот» в Тульской области, а за рубежом она в больших количествах вырабатывается в Японии, Германии и Норвегии (например, крупнейший в мире поставщик минеральных удобрений Yara).

В нужное время и в необходимом месте

Целесообразность использования азотных удобрений, к которым принадлежит нитрат кальция, зависит от типа почвы и времени года. Наилучшими грунтами считаются дерново-подзолистые, содержащие в избытке ионы водорода и поэтому называемые кислыми. Благодаря слабощелочным свойствам Ca(NO₃)₂ , он нейтрализует кислотность почвы, тем самым улучшая её агрохимические характеристики.

Учитывается также и такое свойство анионов NO₃^- _, входящих в состав этого удобрения, как способность поглощаться корнями растений в весенний период. То есть азотное удобрение нитрат кальция нужно использовать весной. В посевной период его вносят непосредственно в почву. Летом допускается использовать раствор нитрата кальция одновременно с поливом растений.

Мера во всём

Современному человеку необходимо воспользоваться этим советом дельфийского оракула, в том числе и в вопросе применения минеральных, а особенно азотных, удобрений, к числу которых принадлежит нитрат кальция. Экспериментально доказано, что его избыток в почве вследствие нарушения норм внесения часто приводит к накоплению в пахотном слое земли солей нитратной кислоты. Её избыток в собранном урожае может принести вред здоровью человека. Подобно мине замедленного действия, нитраты, и особенно нитриты, исподволь разрушают желудочно-кишечный тракт и иммунную систему человека.

Именно поэтому необходимо неукоснительное соблюдать нормы внесения кальциевой селитры: максимум 3 грамма на погонный метр или 2 кг на сотку. Если используют раствор нитрата кальция, то его норма внесения - 800-900 л/га. Концентрация вещества не должна превышать 1-2%. Подкормки проводятся не чаще 3 раз за вегетационный период.